Aplikasi tinaBumi Langkadina Bahan Komposit
Unsur bumi jarang gaduh struktur éléktronik 4f anu unik, momen magnét atom ageung, gandeng spin anu kuat sareng ciri anu sanés.Nalika ngabentuk kompléx jeung elemen séjén, jumlah koordinasi maranéhanana bisa rupa-rupa ti 6 nepi ka 12. Sanyawa bumi jarang boga rupa-rupa struktur kristal.Sipat fisik sareng kimia khusus bumi jarang ngajantenkeun aranjeunna seueur dianggo dina lebur baja kualitas luhur sareng logam non-ferrous, gelas khusus sareng keramik kinerja tinggi, bahan magnet permanén, bahan panyimpen hidrogén, bahan luminescent sareng laser, bahan nuklir. , jeung widang séjénna.Kalawan ngembangkeun kontinyu bahan komposit, aplikasi tina taneuh jarang ogé geus dimekarkeun pikeun widang bahan komposit, attracting perhatian lega dina ngaronjatkeun sipat panganteur antara bahan hétérogén.
Bentuk aplikasi utama bumi jarang dina persiapan bahan komposit ngawengku: ① nambahkeunlogam taneuh jarangpikeun bahan komposit;② Tambahkeun dina bentukoksida tanah jarangkana bahan komposit;③ Polimér doped atanapi kabeungkeut ku logam bumi jarang dina polimér dipaké salaku bahan matriks dina bahan komposit.Di antara tilu bentuk aplikasi bumi jarang di luhur, dua bentuk kahiji lolobana ditambahkeun kana komposit matrix logam, sedengkeun nu katilu utamana dilarapkeun ka komposit matrix polimér, sarta komposit matrix keramik utamana ditambahkeun dina formulir kadua.
bumi langkautamana meta dina matrix logam jeung komposit matrix keramik dina bentuk aditif, stabilizers, sarta sintering aditif, greatly ngaronjatkeun kinerja maranéhanana, ngurangan biaya produksi, sarta nyieun aplikasi industri na mungkin.
Penambahan elemen bumi jarang salaku aditif dina bahan komposit utamana muterkeun hiji peran dina ngaronjatkeun kinerja panganteur bahan komposit jeung promosi pemurnian séréal matrix logam.Mékanisme tindakan nyaéta kieu.
① Ningkatkeun wettability antara matrix logam jeung fase reinforcing.Éléktronégativitas unsur-unsur bumi jarang rélatif rendah (langkung leutik éléktronégativitas logam, langkung aktip éléktronegativitas nonlogam).Salaku conto, La nyaéta 1,1, Ce nyaéta 1,12, sareng Y nyaéta 1,22.Éléktronégativitas logam dasar umum Fe nyaéta 1,83, Ni nyaéta 1,91, sarta Al nyaéta 1,61.Ku alatan éta, unsur taneuh jarang bakal preferentially adsorb on wates sisikian matrix logam jeung fase tulangan salila prosés smelting, ngurangan énergi panganteur maranéhanana, ngaronjatkeun karya adhesion of panganteur, ngurangan sudut wetting, sarta kukituna ngaronjatkeun wettability antara matrix. jeung fase penguatan.Panalungtikan geus ditémbongkeun yén tambahan La unsur ka matrix aluminium éféktif ngaronjatkeun wettability of AlO sarta cairan aluminium, sarta ngaronjatkeun microstructure bahan komposit.
② Ngamajukeun pemurnian séréal matriks logam.Kalarutan bumi jarang dina kristal logam leutik, sabab radius atom unsur bumi jarang ageung, sareng radius atom matriks logam relatif leutik.Asupna unsur bumi jarang kalayan radius anu langkung ageung kana kisi matriks bakal nyababkeun distorsi kisi, anu bakal ningkatkeun énergi sistem.Pikeun ngajaga énérgi bébas panghandapna, atom-atom bumi jarang ngan bisa enrich arah wates sisikian henteu teratur, nu sababaraha extent ngahalangan tumuwuhna bébas séréal matriks.Dina waktos anu sami, unsur-unsur bumi jarang anu diperkaya ogé bakal nyerep unsur-unsur alloy anu sanés, ningkatkeun gradién konsentrasi unsur alloy, nyababkeun undercooling komponén lokal, sareng ningkatkeun pangaruh nukleasi hétérogén tina matriks logam cair.Sajaba ti éta, undercooling disababkeun ku segregation unsur ogé bisa ngamajukeun formasi sanyawa segregated tur jadi éféktif partikel nucleation hétérogén, kukituna promosi pemurnian séréal matrix logam.
③ Purify wates sisikian.Alatan afinitas kuat antara unsur bumi jarang jeung elemen kayaning O, S, P, N, jsb, énergi bébas formasi standar pikeun oksida, sulfida, fosfida, sarta nitrides low.Sanyawa ieu gaduh titik lebur anu luhur sareng dénsitas anu rendah, sababaraha di antarana tiasa dileungitkeun ku ngambang tina cairan alloy, sedengkeun anu sanésna disebarkeun merata dina gandum, ngirangan pamisahan najis dina wates sisikian, ku kituna ngamurnikeun wates sisikian sareng ngaronjatkeun kakuatan na.
Ieu kudu dicatet yén, alatan aktivitas tinggi na titik lebur low tina logam bumi jarang, nalika aranjeunna ditambahkeun kana komposit matrix logam, kontak maranéhanana jeung oksigén perlu dikawasa husus salila prosés tambahan.
Seueur prakték parantos ngabuktikeun yén nambihan oksida bumi jarang salaku penstabil, alat bantu sintering, sareng modifiers doping kana matriks logam anu béda sareng komposit matriks keramik tiasa ningkatkeun kakuatan sareng kateguhan bahan, ngirangan suhu sintering, sahingga ngirangan biaya produksi.Mékanisme utama tindakanna nyaéta kieu.
① Salaku aditif sintering, éta tiasa ngamajukeun sintering sareng ngirangan porosity dina bahan komposit.Tambahan aditif sintering nyaéta pikeun ngahasilkeun fase cair dina suhu luhur, ngurangan suhu sintering bahan komposit, ngahambat dékomposisi suhu luhur bahan salila prosés sintering, sarta ménta bahan komposit padet ngaliwatan sintering fase cair.Alatan stabilitas tinggi, volatility-suhu luhur lemah, sarta lebur tinggi na titik golak oksida bumi langka, maranéhna bisa ngabentuk fase kaca jeung bahan baku lianna jeung ngamajukeun sintering, sahingga hiji aditif éféktif.Dina waktos anu sami, oksida bumi jarang ogé tiasa ngabentuk solusi padet sareng matriks keramik, anu tiasa ngahasilkeun defects kristal di jero, ngaktipkeun kisi sareng ngamajukeun sintering.
② Ningkatkeun microstructure jeung nyaring ukuran sisikian.Kusabab kanyataan yén tambihan oksida bumi jarang utamana aya dina wates sisikian matriks, sareng kusabab volume ageungna, oksida bumi jarang gaduh résistansi migrasi anu luhur dina struktur, sareng ogé ngahalangan migrasi ion-ion sanés, ku kituna ngirangan laju migrasi wates sisikian, ngahambat tumuwuhna sisikian, sarta ngahalangan tumuwuhna abnormal séréal salila sintering-suhu luhur.Éta tiasa kéngingkeun séréal leutik sareng seragam, anu kondusif pikeun formasi struktur padet;Di sisi anu sanésna, ku doping oksida bumi jarang, aranjeunna asup kana fase kaca wates sisikian, ningkatkeun kakuatan fase kaca sahingga ngahontal tujuan pikeun ningkatkeun sipat mékanis bahan.
Unsur bumi jarang dina komposit matriks polimér utamana mangaruhan aranjeunna ku cara ningkatkeun sipat matriks polimér.Oksida bumi jarang tiasa ningkatkeun suhu dékomposisi termal polimér, sedengkeun karboksilat bumi jarang tiasa ningkatkeun stabilitas termal polivinil klorida.Doping polystyrene sareng sanyawa bumi jarang tiasa ningkatkeun stabilitas polystyrene sareng sacara signifikan ningkatkeun kakuatan dampak sareng kakuatan bending.
waktos pos: Apr-26-2023